对张家口市废弃砼的再利用探讨

王晓东 张 琦 吕 晶

(张家口市建设工程质量检测中心，河北 张家口 075000)

0 引 言

我国在过去的五十年里建筑业取得了快速的发展，原建混凝土建筑物的不断拆除，建筑垃圾也越来越多，建筑垃圾的处理问题也越发凸显.同时，由于对天然骨料资源的不断开采，优质的天然骨料资源也日趋枯竭，不断的开采对生态环境也造成了严重的破坏.因为开采难度的增加，运输成本的升高，使得混凝土性价比高的优势受到严重质疑.要解决上述问题，混凝土就必须走一条可持续发展的道路，对于天然骨料应减少开采，同时又要大量消耗建筑垃圾和工业废物，而再生混凝土正适应这种可持续的发展方向.废弃混凝土的回收利用具有十分重要的现实作用，具有非常明显的环境效益、经济效益和社会效益.

1 再生混凝土的应用现状

1.1 废弃混凝土对环境与经济的影响

现阶段，我国大部分未经任何处理的废弃混凝土，便运往郊区或农村.处理方法多采用露天堆放或填埋，这样大面积的耕地会被占用，弱碱性的废弃混凝土堆放在耕地上令土壤“失活”；废弃混凝土被掩埋在地下会污染地下水质；还有少部分废弃混凝土被直接堆积在郊区的河道和公路的附近，环境遭到严重恶化；露天堆放的废弃混凝土会产生大量的灰砂和粉尘，给生态环境造成严重的破坏.

过去的一段时间，生产混凝土的方式基本上能够归纳为是一种高投入、高污染、低效益的生产方式.我国的废弃混凝土大多未被回收利用，这样既浪费了资源，又污染了环境，还偏离了社会可持续发展的观念.对再生混凝土的技术经济分析不能单一地从混凝土的生产成本来衡量，而应从宏观和微观两个方面进行综合分析，即再生混凝土的运用必须综合考虑再生混凝土的生产成本和它所对来的社会效益和环保效益.如果将废弃混凝土回收再利用，加工成再生骨料，应用于新建筑物的建设上，不仅能降低混凝土成本，而且节约资源、能源，保护环境.

1.2 再生混凝土的意义

世界环境组织提出“绿色”的三个含义：一、节约自然资源、能源.二、不破坏环境，更应有利于环境.三、走可持续发展道路.再生混凝土的应用完全满足这三个方面，它的应用同时也满足我国经济和社会发展的道路.

再生混凝土的运用，一方面解决了大量建筑垃圾处理的难题和由此引起的环保问题；另一方面可以减少对天然资源的开采，起到保护生态环境的作用.再生混凝土对资源反复循环的利用，会构成一个“天然资源——产物——再生资源”的体系，从而减少建筑垃圾的产生.如果将材料生命全过程进行分解：源于地球——原材料采集——成品加工——应用工程——工程拆迁——回到地球.将废弃混凝土经过加工分解，加工成再生水泥、再生骨料等各类原材料.如果从可持续发展的观点出发，也就是从废弃出发经“新工艺”向产品节点转化.再生混凝土的低投入、高利用、“零”排放、循环利用，可以从根本上消除混凝土发展与生态环境之间的矛盾.

图1 “废弃混凝土——再生混凝土”发展路线图

1.3 再生混凝土在我国应用

上海世博园区在建设过程中，再生混凝土被应用在世博园区中，用于铺设道路、建设展馆，起到了良好的科技示范和科普宣传效果.在四川汶川地震灾区的重建工作中，震区大量损坏建筑的废弃混凝土经过“重生”被应用在地震博物馆和示范居住小区等灾后重建工程中.

2 再生混凝土运用对我市的利处

2.1 良好的环境效益，着力改善“两个环境”

我市正在进行大型基础建设年发展，每年拆除的建筑垃圾大约十万立方米，生产的新混凝土在百万立方米以上.原建混凝土建筑物的拆除，建筑垃圾的逐渐增多，同时天然骨料资源也日趋减少.再生混凝土的运用可以从根本上解决废弃混凝土的处理问题，既可以解决对环境的污染，又可以解决生产混凝土过程中天然骨料的来源问题.同时可以减少水泥等胶凝材料的用量，减少在水泥生产过程中消耗的资源和能源,减少生产水泥中排放的大量废气如：CO2、SO2和NOX等.

随着时代的发展，再生混凝土将逐渐进入建筑行业各个领域，将会收到良好的社会、经济和环境效益，对改善“两个环境”有好处.

2.2 可观的经济效益，推动建筑事业发展

现在我市的建筑物垃圾多为废弃混凝土和废弃砖瓦，均可以经过处理再利用.现在，我们将废弃混凝土拉到垃圾掩埋处，大约15公里，每立方垃圾运输费用为45元.如果将废弃混凝土拉到张家口市第三建筑公司在口里东窑子的久益搅拌站，大约10公里，每立方垃圾运输费用为30元.对于我市的十万m3废弃混凝土，可以节约处理费用150万元.

生产再生混凝土的工艺和生产普通混凝土的工艺是相同的，再生混凝土使用了部分再生骨料来代替天然骨料，混合比例可以根据施工要求、强度要求来调整，大致比例为1∶2.目前市场上天然骨料的价格约为50元/m3，再生骨料只考虑加工因素时，再生骨料的价格为20元/m3，价格远远低于天然骨料的价格.对于配制C30的混凝土来说，使用再生骨料的成本约为320元/m3，使用天然骨料的成本约为340-360元/m3.可见，生产1 m3再生混凝土比普通混凝土的价格应低20元，经济效益可观.那么，消耗建筑垃圾来生产一万m3再生混凝土，可以节约成本20万元.

2.3 美好的社会效益，走科学发展观道路

随着社会的发展，未来混凝土的生产工艺将必从以大量消耗资源、能源为代价的落后的粗放生产方式，转向以节约资源、能源、维护生态平衡的具有新工艺、高水平的生产方式发展.再生骨料混凝土是适应这类发展的，建筑垃圾作为一种可再生材料，经过一系列的处理，可以作为“循环再生材料”既能够直接用于制作在各种建材制品，又可以作为骨料代替天然骨料重新配制混凝土.所以，将建筑垃圾进行循环再利用，充分应用再生混凝土，是发展绿色混凝土的主要方向.

我们通过应用再生混凝土技术，可以为省委提出的改善“两个环境”建设做好自己的一份职责；为张垣大地建设成为京津冀地区的新高地提供更有力的保障.

3 再生混凝土的技术

3.1 废弃混凝土各组分分离技术

在废弃混凝土块中存在着不少的木块和塑料等杂物，用不同的筛分设备、除杂设备和破碎设备合理地组合在一起，将废弃混凝土制备成符合质量要求的再生骨料.再生骨料生产过程包括以下阶段：具体步骤如图所示：

图3-1 废弃混凝土各组分分离制备流程

(1)预处理阶段：首先将废弃混凝土块体进行分解破碎，再选用人工分离.用特别设置的磁铁分离器和分离台，对较难由人工分离的钢筋等细微杂质进行除杂.将经过除杂的废弃混凝土用破碎机进行破碎,破碎成约40 mm粒径的骨料.

(2)强化处理阶段:将破碎的废弃混凝土块颗粒在球磨机内高速旋转,使其互相碰撞、摩擦,除去附着在骨料表面的水泥浆和砂浆,改善再生骨料表面粗糙的状态，使其表面得到与天然骨料相同的效果.

(3)筛选阶段：经过筛分得到再生粗骨料、再生细骨料、微细粉末.

3.2 再生混凝土的性能

将再生骨料部分或全部运用在混凝土中，由于再生骨料各方面性能与天然骨料基本相同，再生混凝土配合比设计可以套用普通混凝土配合比设计方法.

混凝土中骨料对混凝土强度的影响有两方面：一方面是界面过渡区的影响；另一方面是骨料自身强度的影响.

水泥浆和骨料的弹性模量有较大的差别,当混凝土受到内力水泥水化、外力荷载作用等条件时，在过渡区容易产生微裂缝.再生骨料表面有许多微孔隙，使它的亲水性较强,在再生骨料表面会吸附大量的水,会使过渡区的水泥完全水化,形成了致密的过渡区.

由于再生骨料表面粘附少量的水泥砂浆,同时在破碎的过程中形成的微空隙和微裂纹,增加再生骨料的表面粗糙程度和棱角效应.通过一系列的破碎和筛分等加工过程,原有骨料中的软质骨料、粒形不好的颗粒得到优化.经过物理优化处理后的再生骨料，是完全满足配制混凝土的需求.

在混凝土配合比设计相同的情况下，因为再生骨料的吸水性较大、表面粗糙、棱角效应，导致再生混凝土的流动性较差，但保水性和粘聚性较好.经试验发现,配制相同坍落度的混凝土,若采用再生粗骨料和天然砂组合,单位需水量增加5%；若粗细骨料全部为再生骨料,单位需水量增加10%.

但是在混凝土中掺入掺合料与外加剂后，混凝土的流动性可以得到调整，再生混凝土的强度、拌合物的性能与耐久性均可以满足要求.

4 结束语

再生混凝土的应用是具有可行性的，无论从外部条件、社会效益、经济效益、还是环保效益上来说，再生混凝土技术都应该得到充分的应用.再生混凝土在使用前期经济效益不是很显著，对于一个工程几十万元钱不算什么，我们应从长远利益考虑，大力推广再生混凝土技术.

参 考 文 献

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